Зависит ли скорость сигнала от длины проводника на печатной плате?

17.10.2025 05:35:54 | Хабр

Хабы: Блог компании ЭЛЕКТРОконнект, Дизайн, Электроника для начинающих, Энергия и элементы питания, Производство и разработка электроники

После публикации статьи «Электромагнитная совместимость при проектировании печатных плат» у некоторых читателей возник вопрос: зависит ли скорость сигнала от длины проводника на печатной плате.

Скорость сигнала не зависит от длины проводника, но зависит время задержки сигнала. Подробнее об этом в нашей статье.

Давайте разберем подробнее.

1. В чем отличие скорости сигнала и его задержки?

Это два разных понятия, которые часто путают:

· Скорость сигнала (VelocityofPropagation, Vp) - это фундаментальное свойство среды, в которой распространяется сигнал. Она зависит от материала диэлектрика (в основном, от диэлектрической проницаемости, εr), окружающего проводник. Скорость сигнала НЕ зависит от длины дорожки.

Формула: Vp = c / sqrt(єeff),

где:

c – скорость света в вакууме (~3*10^8 м/с)

єeff – эффективная диэлектрическая проницаемость (зависит от материала печатной платы).

Для типичного материала FR4 (єeff≈ 4.4) скорость сигнала составляет примерно половину скорости света: Vp≈ 1.5 * 10^8 м/с (или 15 см/нс).

· Задержка сигнала (TimeDelay, Td) - это время, которое требуется сигналу, чтобы пройти от начала до конца проводника. Вот она как раз прямо пропорциональна длине дорожки.

Формула: Td = Length / Vp

Вывод: Чем длиннее проводник, тем больше время задержки Td, хотя скорость Vp остается постоянной для данной среды.

2. Почему это так важно в проектировке печатной плате?

На низких частотах и для коротких дорожек эта задержка ничтожна и не играет роли. Но в высокоскоростных цифровых схемах (процессоры, DDR память, PCI Express) и аналоговых СВЧ-устройствах задержки становятся критичными.

Подробнее